塑料成型工艺及模具设计 PPT课件

1.目测法。 2.结构定位法，见图9－9所示 。 图9－10所示为普通压机用固定式压注模的加料腔与上 模连接为一体的结构，加料腔采用镶拼结构，主流道做 在浇口套上，图中加料腔底部共有四个主流道。 图9－11所示为加料腔与模具的连接固定方式，有用螺 母锁紧加固合仅用台肩固定两种方式。
9.2.2 压注模专用零件结构设计
式中 A—加料腔断面积，cm3 N —专用压机辅助缸的额定压力，Ｔ； q — 成型塑料所需的挤压力,按表9-1选用。
9.2.2 压注模专用零件结构设计
当压机确定后，还应计算校核加料 腔内产生的单位挤压力是否足够。 计算校核式为：
1000Ｎ/A=P′≥ｑ 式中 Ｎ－压机额定压力，Ｔ；
P′－实际单位挤压力，Ｋｇ／ cm3
ｑ—不同塑料所需单位挤压力， 参见表9-1
9.2.2 压注模专用零件结构设计
2)加料腔的高度 H=V/A+(0.8 ～ 1.5cm)
(9-5) 式中 H－加料腔高度
V－塑件及浇注系统，以及残余 废料为松散原料时的总体积；
A－加料腔的端面积
9.2.2 压注模专用零件结构设计
2.柱塞
普通压机用压注模柱塞的结构形式如图9－12所示， 图c的柱塞用于移动式模具，外形为头部倒角的简单圆 柱形，图a、b、d的柱塞带有底板，以便固定在压机 上。柱塞与底板之间可做成组合式或整体式。图d的柱 塞上开设有环形槽，塑料溢入充满并固化在槽里，起 到了活塞环的作用，它将阻止塑料从间隙中较多地溢 出。图a、d柱塞端面开设有些楔形沟槽，图9－13清
9.2 压注模
9.2.1 压注模的类型 9.2.2 压注模专用零件结构设计
9.2.1 压注模的类型
（一）普通压机用压注模
1.移动式压铸模(见图9-4)

1、2—聚乙烯；
3—醋酸纤维素
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改变剪切速率的具体方式
改变螺杆转速 改变注射速度（注射时间） 改变浇口尺寸
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压力对聚合物熔体粘度的影响
提高压力（注射压力和挤压压力）对塑 料粘度起增大作用。
其原因是，粘度依赖于分子间的作用力， 作用力又与分子间的距离有关，增加压力意 味着减小分子间的距离，因而其流动粘度增 大。 --------单纯通过增大压力来提高塑料熔体流量 是不恰当的。
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均聚物
每条大分子链由一种单体串联形成的聚 合物，叫做均聚物。
…—A—A—A—A—A—… …—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—…
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交替共聚物
每条大分子链由由两种单体A和B交替串联形成 的聚合物，叫交替共聚物。
…—A—B—A—B—A—B—…
1 2
3 4 15
无规共聚物
每条大分子由两种单体构成，其在分子 链中的排列是任意的，这种聚合物被称为 无规共聚物。
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造成收缩的因素
1)热胀冷缩 2)塑料品种 3)成型工艺 4)模具结构 5)塑件结构
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比容和压缩率
比容：单位重量的松散塑料所占有的体积。 压缩率：松散塑料的体积与同重量塑料的体积
之比。
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结晶性
聚合物分子能做空间规则排列生成结晶的能力。
结晶型聚合物中结晶区使聚合物具有刚硬性，非结晶区 的存在使聚合物具有韧性。结晶度为15%的聚合物，就象交 联橡胶一样；结晶度为20%时，聚合物比橡胶硬得多；结晶 度大于40%时，整个材料贯穿连续的晶相，此时，聚合物承 受压力的能力也随结晶度的增加而发生变化。
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其 它因素
成型制品时，除了对既定塑料原料上述 三个因素合理控制外，应注意模具温度状况 和浇注系统结构同样对塑料熔体充模流动粘 度发生重要影响，要真正实现合理的粘度， 还必须包括这部分的设计要合理。

不良样品
现场问题
气泡
缺料
开口
批锋
流纹
压伤零件
不良样品
现场问题
杂色
缩水
冲胶
压线
外露
变形
现场问题
缩水、缩痕 是指产品外表产生凹陷的现象，由塑胶体积收缩产生，常见于局部肉厚
区域； 解决缩水缩痕问题首先要降低模具温度，使模具温度保持恒温状态，调
整射出与冷却时间，加大保压压力。
现场问题
缩孔、气泡 • 产品局部肉厚处在冷却过程中由于体积收缩所产生
现场问题
银丝、银条 产品外表附近，沿塑料流动方向呈现的银白色条纹。银丝的产生一般是
塑胶中的水份或挥发物或附着模具外表的水份等气化所致，注塑机螺 杆卷入空气有时也会产生银条。需要缩短松退时间，适当加大背压排 出螺杆内多余空气。
现场问题
破裂，龟裂，翘曲变形，尺寸偏差 产品外表裂痕严重而明显者为破裂；产品外表呈毛发状裂纹，产品锋利
角处常呈现此现象谓之龟裂。决绝方法有减缓流动速度，加大浇口， 防止外应力。 变形可分成翘曲与扭曲两种现象，平行边变形称为翘曲，对角线方向的 变形称为扭曲。 产品尺寸取决于塑料型号，包括添加成份，模具收缩指数，成型条件。
现场问题
外表光泽不良、喷嘴流料、喷嘴堵塞 产品外表失去材料本来的光泽，形成乳白色层膜
操作与保养 费用40% 初期费用20%
模具使用费用
注塑模具经济学
模具设计
定模、动模尺寸 模具尺寸根据机台大小与产品大小来决定的。且要防止因
高压力而导致损坏，防止将模具做的过大带来不必要的 浪费； 利用材料力学的计算公式，进行理论计算后求的该厚度的 推荐值。 定模尺寸： h:定模侧厚壁〔mm〕 p：定模内压强〔kgf/cm2〕I:定模 内侧长度〔mm) a:定模内压强p承受部位侧壁的高度〔 mm〕 b：定模高度〔mm〕 E：纵向弹性模量〔杨氏模 量〕〔 kgf/cm2〕 σmax：最大容许绕度〔mm〕

1.3.1聚合物的结晶
1.聚合物的结晶现象 （1）结晶的概念 （2）二次结晶和后结晶 （3）结晶速度和结晶度
1）结晶速度 2）结晶度 2.结晶对塑件质量的影响
通常结晶度大的塑件密度大，强度、硬度高，刚度、 耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小的塑料，柔 软性、透明性较好，伸长率和冲击韧度较大。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
前锋料遇到障碍后分流－合流－熔接
1.3 聚合物成型过程中的物理行为 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.1.3 聚合物高分子的物理状态、力学及加工适应性
1. 高聚物的温度、力学状态及成型加工的关系
1.2
聚合物的流变性质 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.2.1 聚合物的粘弹性质
1.成型过程中的应力和应变
2.聚合物变形流动时的粘弹性质
➢ 温度残余应力：由于注射型腔内快速的不均匀冷却固 化而产生的热应力。
1.4 聚合物成型过程中的化学行为 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.4.1 聚合物降解
定义：聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等 杂质以及空气中的氧作用，导致聚合物链断裂、分子变 小、相对分子质量降低的现象 。

三、压缩模塑工艺
2.模压过程 ⑴加料 ①加料的关键是加料量
②定量的方法：
重量法：准确、麻烦
容量法：方便但不很准
计件法：预压锭料，计数放入
③合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到 中间高四周低，便于气体排放。
三、压缩模塑工艺
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ模压过程 ⑵合模
加料后即可合模，合模时间一般从几秒到 几十秒不等。 合模过程分为两个部分： ①凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度 （缩短周期，避免塑料过早固化） ②凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于 排气）
粉粒状、纤 维状的料
置于成型温 度的型腔中
合模 加压
成型 固化
一、压缩模塑原理
2.压缩模塑特点
⑴塑料直接加入型腔，加料腔是型腔的延伸。 ⑵模具是在塑件最终成型时才完全闭合 ⑶压力通过凸模直接传给塑料 有利于成型流动性较差的以纤维为填料的 聚合物 不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件 的塑件。 不易获得尺寸精度尤其是 高精度的塑件
去除水分和挥发物 为压缩模提供热塑料
干燥 预热
塑料成型前加热的方法：
热板预热 烘箱预热
红外线预热
高频加热
三、压缩模塑工艺
1.模压前的准备 ⑶嵌件的安放
嵌件 —— 作为塑件中导电部分或使塑件与
其它零件相连接的零件。 常用嵌件有轴套、螺钉、螺帽、接线柱等等 大嵌件在模具装上压机后要先预热 嵌件的安放要求位置正确、平稳
5 硫化方法 渍制品
硫化方法
热硫化 硫化罐硫化 个体硫化机硫化 常压热水硫化
平 板 硫 化 机
三、模型硫化工艺及硫化条件
硫化三要素：硫化的温度、压力和时间。 1、硫化压力
施加压力的目的：

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（二）高聚物的结构
1．高聚物的结构特点
单个高分子结构
线型
支链型
线型、支链型、体型（如图）
网状
脆性大、塑性很低：热固性塑料 有弹性、塑性，可反复成型：热塑性塑料
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-Байду номын сангаас
（二）高聚物的结构 2．聚合物分子链的聚集状态 结构 结晶型塑料
非结晶型塑料（线性无定型)
结晶造成分子的紧密聚集状态，增强了分子间的作 用力，使聚合物的抗拉强度、硬度、熔点、耐热性和 耐化学性提高；弹性模量、伸长率和冲击强度则降低， 表面粗糙度值增大，而且还会导致塑件的透明度降低 甚至丧失。
加剂
天然树脂：橡胶、松香、虫胶、沥青等
1）树脂
合成树脂 ：PE、PVC、PP、PC、ABS、PA、PF等
聚合反应、缩聚反应
2）添加剂（辅助材料）
填充剂即填料（增量、改性）、稳定剂（防降解）、增塑剂（塑性、柔性、 流动性）、润滑剂（防粘模、改善流动性和表面光泽）、着色剂（装饰美观）、 发泡剂、增强材料。
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（三）塑料的分类
2. 按塑料的成型性能分类
（1） 热塑性塑料 成型受热前呈线型分子链或支链型结构，成型后转变为
具有线型分子链或支链型结构，加热变软，冷却固化 可逆的 聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、有机玻璃（聚甲基丙烯酸 甲脂）PMMA、 尼龙（聚酰胺）PA
（2） 热固性塑料 网状分子链结构，固化后： 不可逆. 电木（酚醛树脂PF）、环氧树脂 EP 表1-1 常用塑料名称及英文代号
（3）按聚集状态
结晶型塑料和非结晶型塑料（线性无定性型塑料） 结晶度
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1 口模 （1） 口模的内径D
巴鲁斯效应和冷却收缩等原因使塑件外径不等 于口模内径 确定口模的内径D方法1： 确定口模的内径D方法2：
D=d/K
I
D2 Ds2
d2 ds2
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7.3.1 直通式挤出机头工艺参数的确定
1 口模 （2） 定型段长度L1 口模与型棒的平直部分Байду номын сангаас长度成为定型段
第七章 塑料挤出成型工艺及模具设计
7.1挤出成型工艺 主要用于生产具有恒定截面形状的管材、
棒材、板材、片材、线材和薄膜等。
此外，也可用于塑料的着色造粒、 共混、中空塑件型坯的生产。
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7.1.1 挤出成型原理及特点
挤出成型优点： 连续成型、生产量大、
生产效率高、设备简单
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成本低、操作方便
7.1.2 挤出成型工艺过程
原材料的准备阶段 塑化阶段 成型阶段 定径阶段 塑件的牵引、卷曲和切割阶段
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7.1.3 挤出成型工艺参数
温度 压力 挤出速度 牵引速度
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7.2 挤出成型机头概述
挤出成型的模具成为挤出成型机头
7.2.1 挤出机头的作用及分类 1 挤出机头作用
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7.3.２ 管材的定径和冷却
１ 外径定径 外径定径适用于对管材外径尺寸精度要求高、 外表面粗糙度低的情况。 按照压力产生方式不同，外径定径又分为内压法 和真空法。
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7.3.２ 管材的定径和冷却
１ 外径定径 （１） 内压法外定径 定型套内径径向尺寸应考虑管材定型后收缩因素、
确定分流器上的角度α，分流锥长度、分流器头部 圆角半径、分流器表面粗糙度、过滤版与分流器顶间隔

角15°～13°
12.1.4 模具设计要点
2、余料槽
余料槽的大小应根据余料的宽度与厚度
来确定. 3、排气孔
排气孔开在模具分型面上,尺寸毫米,也可 以开在坯件最后贴紧型腔的地方.
4、型腔冷却
主要是在模体上开设冷却水管道,通水冷 却.
12.1.4 模具设计要点
5、吹塑模具的锁模力 锁模力的经验公式如下： Ｐ≥Ｐ1Fn
如图12—16b所示．为凸模抽真空，塑 料板材贴在凸模外表面上成型，采用这种 成型法也是为了塑件壁厚均匀．
12.2 .2 真空成型模具分类
㈤.柱塞助推真空成型 原理:首先使塑料板材延伸变形，再成型塑
件． 如图12—17所示．当塑料板加热后，在封
闭模底气门的情况下，将柱塞压入模内．塑料 板在其下部的反压下包住柱塞进而延伸变形.
压缩空气成型分类
㈠阴模成型 见图12—20所示，
图a是开模状态. 图b是闭模后加热过程，从型腔内通入微压 空气，使塑料板直接触加热板而加热. 图c为塑料板加热后，停止型腔内的微压空气. 图d是塑料件在型腔内冷却定型后，加热板 下降一小段距离，切除余料. 图e为最后借助压缩空气取出塑件．
压缩空气成型分类
紧贴在真空成型模型内而成型； d.充分冷却；
e.脱模
12.2.1 概述
㈡成型特点 a.适宜制造壁厚小尺寸大的制品； b.塑料制品与模具贴合的一面，结构上比较
鲜明，而且，光洁度也较高； c.在成型时间上，凡板材与模具贴合得愈晚
的部位，其厚度愈小； d.生产效率高； e.设备简单，成本低廉，操作简单，对操作
㈢.阴阳模先后抽真空成型 如图12—15a,b所示，塑料板在模腔
内已经弯曲时，阳模插入并通过阳模吹入 少量压缩空气，使塑料板在模腔内呈图 12—15b状态，而后从阳模吹入压缩空气， 阳模抽真空，使塑料板紧贴阳模的外表面， 如图12—15c所示．